acecook

Đột phá gel điện giải fluor hóa: Pin xe điện bền bỉ suốt 9.000 giờ

Công nghiệp năng lượng
01/11/2025 04:07
Các nhà khoa học tại Đại học Nankai (Trung Quốc) vừa công bố một bước đột phá trong công nghệ pin lithium kim loại, mở ra triển vọng cho các xe điện thế hệ mới với tuổi thọ bền bỉ, độ an toàn cao và hiệu suất vượt trội. Nhờ gel điện giải eutectic fluor hóa (DEGE), nhóm nghiên cứu đã khắc phục đồng thời ba điểm yếu cố hữu của pin lithium: giao diện không ổn định, hình thành gai lithium và rủi ro nhiệt.
aa
Tái chế niken từ pin lithium đã qua sử dụng hướng tới nền kinh tế tuần hoàn cho xe điện Pin lithium không khí rắn đạt năng lượng gấp 4 lần, phá vỡ rào cản hiệu suất ở nhiệt độ phòng Trung Quốc phát triển pin lithium mạnh gấp đôi công nghệ tiên tiến của Tesla
1.	Hình minh họa công nghệ mới có thể sớm được ứng dụng trong xe điện. Ảnh: Witthaya Prasongsin/ Getty Images
Hình minh họa công nghệ mới có thể sớm được ứng dụng trong xe điện. Ảnh: Witthaya Prasongsin/ Getty Images

Gel DEGE: Giải pháp vượt trội cho pin lithium ổn định lâu dài

Pin lithium kim loại (LMB) vốn được đánh giá cao nhờ mật độ năng lượng cao gấp đôi pin lithium-ion, nhưng ứng dụng thực tế vẫn bị cản trở bởi các điện giải lỏng truyền thống, dễ rò rỉ, cháy nổ và hình thành gai lithium, nguyên nhân dẫn tới đoản mạch nguy hiểm. Nhiều nỗ lực phát triển điện giải gel trước đây đã giúp cải thiện độ an toàn, song lớp giao diện SEI (Solid Electrolyte Interphase) vẫn kém ổn định, khiến pin nhanh xuống cấp.

Nhóm nghiên cứu tại Nankai khắc phục vấn đề này bằng thiết kế phân tử chính xác, tạo nên chuỗi amid fluor hóa có tính tương thích cao với điện cực kim loại. Trong đó, hợp chất 2,2,2-trifluoro-N-methylacetamide (C=Oα3F) được xác định là thành phần tối ưu. Nhờ năng lượng LUMO thấp và rào cản giải phóng ion lithium nhỏ, quá trình dẫn ion diễn ra nhanh chóng và ổn định hơn.

Khẳng định độ bền và an toàn

Kết quả thử nghiệm điện hóa cho thấy, pin đối xứng Li||Li vẫn duy trì hoạt động ổn định sau hơn 9.000 giờ, trong khi pin Li||LiFePO₄ vẫn giữ được 81,7% dung lượng sau 2.500 chu kỳ. Đáng chú ý, kể cả ở điều kiện nhiệt độ cao (80°C), điện giải dạng gel vẫn duy trì hiệu suất ổn định trong suốt 300 chu kỳ, cho thấy khả năng vận hành bền vững ngay trong môi trường khắc nghiệt.

Cơ chế kép của DEGE giúp hình thành lớp SEI đặc, giàu LiF và Li₃N, tạo màng bảo vệ cơ học bền chắc. Ảnh chụp từ kính hiển vi lực nguyên tử cho thấy lớp SEI có mô đun đàn hồi 6,9 GPa, đủ mạnh để ngăn chặn sự phát triển của gai lithium - yếu tố then chốt kéo dài tuổi thọ và tăng độ an toàn cho pin.

“Thiết kế phân tử chính xác cho phép chúng tôi đồng thời giải quyết nhiều thách thức trong phát triển pin lithium kim loại. Nhờ các nhóm fluor, pin đạt độ ổn định giao diện tốt hơn, chu kỳ sử dụng dài hơn và an toàn nhiệt cao hơn” - Giáo sư Tianfei Liu cho biết.

Định dạng gel của điện giải không chỉ ngăn rò rỉ và hạn chế giãn nở nhiệt mà còn vượt qua các thử nghiệm an toàn khắt khe như đâm kim và nhiệt chạy ngoài kiểm soát (thermal runaway), trong khi pin lỏng thường hư hại nghiêm trọng.

Ổn định, an toàn và sẵn sàng thương mại hóa

Giáo sư Kai Zhang nhấn mạnh, chiến lược này kết hợp giữa hóa học cơ bản và yêu cầu ứng dụng thực tế, mở ra hướng phát triển cho thế hệ điện giải hiệu suất cao tiếp theo.

Công nghệ DEGE có thể sớm được triển khai trong xe điện thương mại và hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn, sau khi đã chứng minh khả năng giải quyết các thách thức lớn nhất: độ bền chu kỳ, an toàn nhiệt và sự hình thành gai lithium.

Trước đó, các nhà khoa học Trung Quốc cũng từng phát triển phụ gia điện giải thioether giúp pin lithium kim loại đạt 3.000 chu kỳ sạc-xả nhờ khả năng tái cấu trúc bề mặt điện cực, kéo dài tuổi thọ và tăng độ ổn định pin.

Theo giới chuyên môn, đột phá này đánh dấu bước nhảy lớn hướng tới thương mại hóa pin lithium kim loại. Loại gel điện giải fluor hóa mới giúp tăng mật độ năng lượng, kéo dài tuổi thọ, đồng thời cải thiện độ bền và an toàn. Nhờ đó, công nghệ này hứa hẹn sẽ được ứng dụng rộng rãi trong xe điện và lưu trữ năng lượng, góp phần thúc đẩy chuyển đổi sang năng lượng sạch và giao thông bền vững trên toàn cầu.

Phương Như (Theo InterestingEngineering)

mca
Tin bài khác
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 22/11/2025: Tuổi Thân sự nghiệp không tốt, tuổi Tý công việc suôn sẻ

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 22/11/2025: Tuổi Thân sự nghiệp không tốt, tuổi Tý công việc suôn sẻ

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 22/11/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 21/11: Dòng tiền “bắt đáy” trở lại, VN Index “thoát hiểm” phút cuối

Thị trường chứng khoán ngày 21/11: Dòng tiền “bắt đáy” trở lại, VN Index “thoát hiểm” phút cuối

Có thời điểm thủng mốc 1.640 điểm khiến tâm lý thị trường ảm đạm, nhưng VN Index bất ngờ đảo chiều nhờ lực cầu cuối phiên. Dòng tiền bắt đáy nhập cuộc kéo chỉ số rút chân mạnh, dù sắc đỏ vẫn lấn át trên bảng điện.
Viettel phát triển bản sao số trạm BTS, cắt giảm tới 50% thời gian và nhân lực khảo sát

Viettel phát triển bản sao số trạm BTS, cắt giảm tới 50% thời gian và nhân lực khảo sát

Vượt qua nhiều tên tuổi lớn trong ngành viễn thông và công nghệ, Viettel BTS Digital Twin giúp Viettel AI ghi tên vào danh sách đề cử Glotel Awards 2025. Sự xuất hiện của sản phẩm “Make in Vietnam” tại giải thưởng tầm cỡ quốc tế tiếp tục khẳng định vị thế đổi mới sáng tạo của doanh nghiệp Việt.
Nhận định phiên giao dịch ngày 21/11: Canh nhịp biến động để tìm kiếm cơ hội

Nhận định phiên giao dịch ngày 21/11: Canh nhịp biến động để tìm kiếm cơ hội

Phiên ngày 20/11 hồi phục nhẹ nhưng thanh khoản vẫn ở mức thấp, VN-Index được dự báo tiếp tục dao động trong vùng tăng, mở ra cơ hội cho những chiến lược giải ngân linh hoạt.
Nghiên cứu thiết kế thiết bị chia thuốc tự động cho gia đình trên nền hệ thống nhúng

Nghiên cứu thiết kế thiết bị chia thuốc tự động cho gia đình trên nền hệ thống nhúng

Bài báo này trình bày quy trình thiết kế và phát triển một thiết bị phân phối thuốc tự động với các đặc điểm gọn nhẹ và chi phí thấp, nhằm mục đích tăng cường sự tuân thủ lịch trình dùng thuốc chính xác của người dùng trong môi trường gia đình.
Samsung trình làng Galaxy Book5 Edge: Bổ sung 5G, tinh chỉnh thiết kế so với thế hệ trước

Samsung trình làng Galaxy Book5 Edge: Bổ sung 5G, tinh chỉnh thiết kế so với thế hệ trước

Không rầm rộ như các dòng smartphone, Samsung âm thầm nâng cấp dòng laptop của mình bằng Galaxy Book5 Edge - phiên bản bổ sung 5G và tinh chỉnh phần cứng nhằm tối ưu trải nghiệm người dùng.
Không đợi tương lai gõ cửa: Vinamilk dẫn đầu xu hướng tiêu dùng xanh

Không đợi tương lai gõ cửa: Vinamilk dẫn đầu xu hướng tiêu dùng xanh

Khi 80% người tiêu dùng toàn cầu sẵn sàng trả thêm tiền cho sản phẩm xanh, câu hỏi không còn là “chuyển đổi hay không” mà là “doanh nghiệp nào đã sẵn sàng”?
Gìn giữ và lan tỏa mạnh mẽ Nghi lễ và trò chơi Kéo co Ngồi tại Đền Trấn Vũ

Gìn giữ và lan tỏa mạnh mẽ Nghi lễ và trò chơi Kéo co Ngồi tại Đền Trấn Vũ

Nghi lễ và trò chơi Kéo co Ngồi đền Trấn Vũ mang đậm bản sắc dân tộc, thể hiện tinh thần đoàn kết, sức mạnh tập thể và ước vọng mưa thuận gió hòa.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 21/11/2025: Tuổi Dần thiếu động lực, tuổi Dậu vượng cát khí

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 21/11/2025: Tuổi Dần thiếu động lực, tuổi Dậu vượng cát khí

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 21/11/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 20/11: Sắc xanh trở lại dù dòng tiền suy yếu

Thị trường chứng khoán ngày 20/11: Sắc xanh trở lại dù dòng tiền suy yếu

Sau phiên giảm sâu trước, thị trường bất ngờ đảo chiều với cây nến Doji – dấu hiệu cho thấy tâm lý lưỡng lự. Dù vậy, thanh khoản lại rơi xuống mức thấp, thể hiện sự thiếu đồng thuận.
song-gia-tri